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SPC高精度时间相关单光子计数模块TDC技术和TCSPC技术都是用来进行时间测量的技术手段,虽然应用范围大致相同,但是原理却不同。TDC原理如右图所示。来自单光子探测器的光电子信号脉冲和来自激光器的参考脉冲输入到延迟链中。时序逻辑查看延迟链中的数据,识别单光子和及激光脉冲的开始-停止对,并以此方式确定单光子在激光脉冲序列中的时间位置。然后,可以根据这些数据,建立通常的TCSPC/FLIM光子分布。TCSPC技术所基于的原理是:在记录低强度、高重复频率的脉冲信号时,由于光强很低,以至于在一个信号周期内探测到一个光子的概率远远小于1。因此,没有必要考虑在一个信号周期内探测到几个光子的情形。只要记录 ...
利用时间相关光子计数检测法的拉曼光谱系统在典型的拉曼散射中,一束光被聚焦到样品中。散射信号随后由聚光镜收集入分光仪,不同波长的拉曼峰被分光仪内的光栅在空间上分隔开。在时域中这些峰通常被认为是同时到达光谱仪。这种方法中拉曼信号通常被荧光辐射污染。通过对发射信号进行时间门控,可以将拉曼信号从荧光背景中分离出来:如果短脉冲光激发分子,拉曼信号在脉冲的脉宽范围内发射,而荧光的寿命更长。根据这个想法可得到无荧光的拉曼光谱。但是仪器变得更复杂,且由于通过门控系统和光谱仪不可避免的损耗,信号的幅值显著降低。此外通过光学元件,特别是光谱仪光栅的传输通常是偏振相关的。新的拉曼信号的采集和分析方法解决了这两个障碍 ...
时间相关单光子计数原理在时域范围内实现时间分辨荧光光谱需要记录激光脉冲激发后发射光随时间变化的强度分布。理论上可以记录单个激发-发射循环的信号的时间衰减曲线,但在实际应用中还存在着许多问题。首先,要记录的时间衰减非常快,比如普遍使用的有机荧光团的光致发光过程仅持续几百皮秒到几十纳秒;另外不仅要获取荧光寿命,还要还原荧光衰减曲线形状,通常为了解决多指数衰减,必须能够在时间上将记录的信号解析到这样的程度:由几十个样品进行衰减。使用普通的电子瞬态记录仪很难达到所需的时间分辨率。 另外如果发射的光太弱则无法产生代表光通量的模拟电压。 实际上光信号可能只有每个激发/发射周期的几个光子。 然后信号本身的离 ...
的重要空间和时间相关性。这些相关性有助于深入了解光源的性质,无论是相干激光束、固态发射源还是热光源。更多应用解决方案Moku 时间间隔与频率分析仪还可以应用于光通信的脉冲信号宽度调制PWM,不仅可以获得从信号的脉冲宽度到调制深度等信号的基本信息。内置的输出功能在选择间隔检测并设定合适比例因子后您还可以得到对应于调制信号的解调,进一步增强了信号的分析能力。现代化测量不但需要精确可靠的测试,同时需要多功能性来提升仪器的性能。Moku 的时间间隔与频率分析仪不仅可以在Moku 平台作为独立仪器使用,也可以在多仪器并行模式与其他 Moku 仪器功能一起组合使用形成一整套应用解决方案,以zui大化提升实 ...
并通过内置的时间相关单光子步进偏移计数技术来提高测量时间精度。光源使用了一个基于β-钡硼酸盐(BBO)晶体的非线性光学晶体来产生纠缠光子对。通过精确控制光子对的发射和接收,以及利用SPAD单光子相机高速、高灵敏的特性,zui终能够精确捕获从目标反射回来的光子。该系统使用两种技术来提高测量的准确性和抗干扰能力:1. 时间相关单光子步进偏移计数:通过记录每个单独光子的时间戳,能够以皮秒级的时间分辨率捕捉光子。这种高分辨率计时信息对于确定光子从目标反射回来的准确时间至关重要。使用SPAD单光子相机,这种相机具有单光子灵敏度和皮秒级的步进偏移时间分辨率。实验利用了时间门控技术,通过精细地移动时间窗口来 ...
n公司推出的时间相关计数器 TimeTagger。NIR单光子探测器模块OEM为900 nm至1700 nm近红外波段的单光子探测带来了重大突破。其基于冷却InGaAs/InP 盖革模式单光子雪崩光电二极管技术,可执行“门控”(GM)和“自由运行”(FR)探测模式。针对您的需求,该单光子探测器提供了标准版与guan军版两个版本。guan军版具有低至800 cps的超低噪声、高达30 %的高校准量子效率、100 nszui小死时间、100 MHz外部触发器、150 ps的快速分辨率和极低脉冲。标准级提供了非常有价值和成本效益的解决方案。SPD_OEM_NIR设计精良,结构紧凑,接口先jin,使用 ...
它连接到一个时间相关的单光子计数模块HydraHarp 400,该模块被输入Ti:蓝宝石激光(76 MHz)的重复频率,以触发光子计数进行时间分辨测量。图2.量子设计公司的OptiCool有几个对各种实验有用的功能a)。也有额外的附加组件,如低工作距离窗口b)。这个窗口可以用来取代标准的顶部窗口。侧窗通道和顶窗通道的定制部件可以在c)中看到。这也允许样品与磁场(7 T)垂直(侧安装)或平行(顶安装)测量。对于泵-探头时间分辨测量方案(图1b),使用50:50的板分束器来创建泵臂和探头臂。泵浦与探测光束之间的时间间隔由机械延迟线控制。在半反射镜(HM)上入射前,用波片调节泵的偏振。HM允许泵与探 ...
ting, 时间相关单光子计数)。目前,应用zui为广泛的是TCSPC法,其基本原理是在一个极短的时间窗口内精确测量单个光子的到达时间。当激光或其他光源激发样品时,样品会发射荧光光子。这些光子传播到检测器,其中每个光子的到达时间都被记录下来。记录到达时间的数据可以被用来创建荧光寿命的时间衰减曲线,该曲线描述了荧光光子的时间分布。通过分析这些时间分布,可以获得关于样品的信息,如荧光寿命、发光光谱和荧光量子产率。其基本原理是测量光子到达探测器的时间。当一个光子被探测到时,会触发一个计数器,记录光子到达的时间。通过多次测量并记录光子到达的时间,可以生成光子到达时间的分布曲线,如图2所示,从而获得有关 ...
响应是一个与时间相关的函数,因此信号可以对调制光束强度具有非线性依赖关系。3.近红外波长,从700到1200nm,最大限度地减少光损伤,这通常是由于多光子吸收,增加了组织穿透。4.高脉冲重复率,10 - 100MHz量级,最大限度地提高采集速度,同时最小化像素停留时间。5.光功率大于每支100mw,用于补偿传输路程中的损耗,同时达到生物样品允许的最大平均功率水平,即700nm时10 - 20mw, 1000nm时可达100mw。上述特征的组合使得CRS显微镜在技术上比其他非线性显微镜技术要求更高,如双光子激发荧光和二次谐波产生(SHG)显微镜,需要一个单一的激发光束。早期大多数CARS显微镜使 ...
; (d) 时间相关单光子计数 (TCSPC) 测量原理示意图三.实验过程3.1 SwissSPAD2技术概述本文使用的探测器是SwissSPAD2 (SS2),这是一种高速、大尺寸SPAD成像传感器,时间门集成在同一芯片上。该传感器芯片由512×512像素组成,在这里测试的相机模块中,只有472×256像素被启用。像素间距为16.38μm,相邻像素之间的串扰概率小于0.075%。由于每个像素的数字化特性(一个光子被检测,或没有),相机捕获二进制图像,理想情况下是没有读出噪声的,使其适合单光子成像。每个像素有一个1位的存储电子器件,整个阵列以最高97.7kfps(每秒千帧)的速度被读取。每25 ...
器对脉冲进行时间相关测量。获得自相关的一种典型且简单的方法是测量含有荧光染料的样品的TPEF。更容易的是使用 GaAsP 光电二极管,它在600 至 1360 nm 具有双光子光谱响应。该带宽足以覆盖钛蓝宝石激光器的可调谐范围和用于多光子显微镜的许多其它激光器的典型中心频率。此外,GaAsP 光电二极管价格低廉,并且不易受到荧光染料典型的光漂白或光损伤问题的影响。图 15 是三个不同自相关的示例。除了激光的相干长度外,一阶相关性没有揭示任何有关脉冲宽度的信息。使用非线性、强度相关信号的高阶自相关可以提供有关脉冲中色散量和色散类型的信息。对于二阶干涉自相关,包络函数的峰值与非零基线的比率为 8: ...
息原理。a、时间相关的图像帧用连续螺旋模式指数范围从-50到50的OAM signature编码。b、3D激光打印制造的COMH的局部放大示意图,其中双折射聚合物纳米柱的高度H和平面内旋转角度θ分别对透射光的幅度和相位响应进行独立控制。c、基于COMH的两个图像平面(z1和z2)上的光学可寻址全息视频显示,可以在COMH的动量空间寻址大量依赖于OAM的正交图像帧实验结果:视频1:图像平面z=z1的全息视频显示视频2:图像平面z=z2的全息视频显示附录:三维激光打印复振幅超表面全息图(1)、使用商业光刻系统(Photonic Professional GT, Nanoscribe)。在IP-L ...
PAD)上。时间相关单光子计数器以SPAD和激光的信号作为输入,并将光子时间戳流输出到计算机。实验结果:附录:1、体积反照率模型将三维场景坐标用(x,y,z)标记,可见曲面用(x',y',z=0)标记(见图1)。常见的瞬态成像模型是共焦体积反照率模型ρ代表在有限场景空间Ω上的三维反照率体积。δ(·)将光的往返飞行时间和场景(x,y,z)与感知位置(x',y',z=0)之间距离的2倍联系起来,c是光速。1/r4=(2/tc)4表示由于距离引起的辐照度衰减。将模型(1)离散化,沿着x-,y-,z-轴分别用N,N,M个点采样有限Ω空间。瞬态τ已经被(2/tc)4预缩放 ...
烯光敏薄膜的时间相关单光子计数(TCSPC),从电荷载流子动力学/动力学电荷载流子迁移的角度研究了非富勒烯受体OPD的快速响应时间的来源。根据吸光度和光致发光 (PL) 来选择激发波长。为了使 OPD 表现出快速响应时间,快速淬灭激子很重要。在这方面,有两个因素需要考虑:受体材料内的激子猝灭和在异质结中从供体到受体的电荷载流子转移。对于第一点,PC71BM 薄膜的单重态激子寿命τS1为10.72 ns,而 eh-IDTBR 薄膜的τS1短得多(6.39 ns)。 这是由于PC71BM有更多的缺陷位点,延迟了PL淬火。对于第二点,测量了eh-IDTBR和PC71BM的TCSPC。光敏层中的单重态 ...
SurfaceConceptTDC操作说明由于QuTAG精度较高、价格因此偏贵,且相应的低精度、更实惠的版本QuTAU已经停产。本公司代理了另一种计数器。其精度略次于QuTAG,但仍可满足大部分不需要高精度时间标记的应用需求,且价格优惠。本文将全面介绍该产品的使用操作:Time-to-Digital Converter SC-TDC-1000 S Series(Release 012, 013, 022 & 042)安装驱动在安装目录下,找到驱动.exe文件,如上。双击安装即可。一路确定,直至Finish。驱动安装完毕,软件无需安装、只需在解压后文件夹下,按下图找到。双击tdcDemo ...
计数率和单光子统计在设置参数时,要保持每个激发周期记录超过一个光子的低概率,这是因为在一个光子事件发生后,探测器和电子设备至少有几纳秒的死时间,在这段时间,它们不能处理其他事件。由于死时间,TCSPC系统通常被设计成每个激发周期只记录一个光子。如果现在一个激发周期内出现的光子数量>1,系统通常只记录第一个光子而错过后面的光子。这将导致直方图中早期光子的过度表示,这种效应叫做“堆积”。因此,将具有多个光子出现的循环概率保持在较低水平至关重要,如下图所示。为了量化上面的要求,必须为寿命测试设置可接受的误差限制并应用一些数学统计。出于实际目的,可以使用以下经验方法检测:为了保持单光子统计,平均 ...
,说明一维的时间相关不能给出脉冲的全部信息,对于非常宽的脉冲光谱往往非常不规则,仅仅从脉冲自相关波形不能判断脉冲的宽度,需要从测量的脉冲光谱乘以测得的相位函数做傅里叶变换,得到脉冲的时域形式,从而计算出脉冲的宽度。三阶非线性非对称脉冲的测量无论脉冲的形状如何,二阶自相关只能测量出对称的曲线,利用三阶非线性效应可以测量脉冲的非对称形状,三阶非线性自相关采用非平衡的干涉仪获得脉冲的三阶自相关曲线,可以利用衰减器或具有不同反射比的分光片改变干涉仪一臂的光强。三阶相关的光路与二阶相关基本相同,区别只是分束的两路光强不等,如图为光强衰减系数为0.04的三阶相关和二阶相关的测量曲线:从图中可以看出二阶自相 ...
很多时候,原厂提供的软件并不能针对性的满足客户的应用需求。每种产品客户需要的基本功能相同,但客户往往需要对于产品采集到的信息进行私有化地定制处理。这时候就需要进行适当地编程,即二次开发的工作。本文就如何初步进行二次开发及其常见问题,给出了基于Python和LabView两门语言的简单介绍。首先,我们需要的基本工作有三方面,其一是开发环境的安装配置。其二是原厂提供的开发包及一些帮助说明文档。最后是针对性的编程。一. 编程开发环境的安装配置利用浏览器搜索Pycharm或者直接搜索网址www.jetbrains.com/pycharm下载社区免费版,下载完成后一键傻瓜式安装即可。打开PyCharm, ...
quTAG作为一款性能优异的TCSPC,其时间分辨率可达1ps,最高计数率可达25MHz;但是作为科研、工业使用的仪器,设备自带的PC端操作软件,可满足绝大多数使用场合。对于需要集成在项目系统中,需要使用设备的API接口,将设备控制集成到系统中。基于此,我们以Qt Creator5开发环境搭建测试模板,也可以直接联系我们获取项目模板。1、新建工程模板:Project--->New--->Application(Qt)--->Qt Widgets Application--->Choose,选择项目名称,项目工作路径;再下一步--->下一步--->下一步,这里 ...
体实验。基于时间相关对视域外物体的探测实验应用产品:时间数字转换器TCSPC、(超导)单光子探测器可以搭建一套基于时间相关的非视域探测系统,实现对视域外物体的高精度的定位,并初步得到物体的表面轮廓。实验过程:超快脉冲激光器发射出脉冲激光,经扫描振镜反射后照射在中介墙面上,经墙面漫反射后部分散射到达拐角处的物体,再经过物体表面反射后极小部分携带着物体信息的光返回墙面被单光子探测器(SPAD)所接收。脉冲激光器的电同步信号与探测器探测到的光子产生的脉冲序列,分别接入TCSPC模块的“开始”与“结束”通道,得到光子—时间的时间直方图,基于时间直方图的信息,通过椭球层析算法即可重构出拐角处物体的信息。 ...
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